[go: up one dir, main page]

RU2514244C1 - Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов - Google Patents

Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов Download PDF

Info

Publication number
RU2514244C1
RU2514244C1 RU2012141631/02A RU2012141631A RU2514244C1 RU 2514244 C1 RU2514244 C1 RU 2514244C1 RU 2012141631/02 A RU2012141631/02 A RU 2012141631/02A RU 2012141631 A RU2012141631 A RU 2012141631A RU 2514244 C1 RU2514244 C1 RU 2514244C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorption
thirty
iron ions
fecl
extraction
Prior art date
Application number
RU2012141631/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012141631A (ru
Inventor
Лидия Алексеевна Воропанова
Наталья Александровна Вильнер
Залина Акимовна Гагиева
Original Assignee
Лидия Алексеевна Воропанова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лидия Алексеевна Воропанова filed Critical Лидия Алексеевна Воропанова
Priority to RU2012141631/02A priority Critical patent/RU2514244C1/ru
Publication of RU2012141631A publication Critical patent/RU2012141631A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2514244C1 publication Critical patent/RU2514244C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Извлечение ионов железа осуществляют сорбцией на анионитах из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов, при температуре 70-80°С. При этом сорбцию ведут на анионитах, выбранных из марок: АМП, содержащего обменные группы
Figure 00000004
, и АМ-2б, содержащего обменные группы C H 2 N ( C H 3 ) 2 , C H 2 N + ( C H 3 ) 3 . Техническим результатом является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов железа на анионитах. 3 ил., 2 табл., 4 пр.

Description

Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.
Известно применение катионитов и анионитов в гидрометаллургии для очистки растворов соответственно от катионов и анионов металлов [Г.М.Вольдман, А.Н.Зеликман. Теория гидрометаллургических процессов. М., Металлургия. 1993. С.263-267].
Однако применение анионитов для извлечения катионов металлов недостаточно исследовано и представляет интерес для нахождения дополнительных возможностей селективного извлечения ионов металлов из растворов сложного состава.
Наиболее близким техническим решением является извлечение ионов железа из солянокислых растворов экстракцией трибутилфосфатом [Материалы VII Международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий в условиях глобальных изменений», Владикавказ. 2010. Воропанова Л.А., Барвинюк Н.Г., Суладзе З.А. Экстракция ионов железа из водных растворов трибутилфосфатом при переработке природного и техногенного сырья]. Лучшие результаты получены из 3 М раствора соляной кислоты при соотношении О:В=1:4 и содержании в растворе, г/дм3: 5,6 Fe (III) и 150 NaCl.
Недостатком способа является то, что не указаны возможности сорбционного извлечения железа из кислых хлоридных растворов.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов железа на анионитах марок АМ-2б и АМП.
Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является эффективная сорбция ионов железа на анионитах.
Этот технический результат достигается тем, что извлечение ионов железа осуществляют из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов, сорбцией при температуре 70-80°С на анионитах марок АМП, содержащих обменные группы
Figure 00000001
и АМ-2б, содержащих обменные группы
C H 2 N ( C H 3 ) 2 , C H 2 N + ( C H 3 ) 3
Figure 00000002
Сущность способа заключается в том, что ионы железа в солянокислых растворах образуют устойчивые анионные комплексы, которые могут быть извлечены из раствора на анионитах.
Известно, что хлоридная гидрометаллургия находит применение в процессах выщелачивания полиметаллических концентратов. Использование соляной кислоты вследствии повышенной ее способности к комплексообразованию интересно в схемах, включающих сорбционно-экстракционную технологию разделения металлов.
Примеры конкретного выполнения способа.
Рассмотрены возможности использования анионитов марок АМП и АМ-2б для извлечения хлоридных анионных комплексов железа из солянокислых растворов.
Пористый анионит АМ-2б смешанной основности со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и ДВБ смесью диметил- и триметиламинов. Крупность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-3,2 см3/г; удельная поверхность 50-100 м2/г; общий объем пор 0,80-0,87 см3/г, механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г. Обменные группы
C H 2 N ( C H 3 ) 2 , C H 2 N + ( C H 3 ) 3
Figure 00000002
Гелевый высокоосновный анионит АМП со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и 3,5-4,0% ДВБ пиридином. Круп-ность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-2,9 см3/г; механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г. Обменные группы:
Figure 00000003
Сорбцию ионов железа осуществляли при 70-80°С из насыщенных хлоридами щелочных (NaCl) и щелочноземельных (CaCl2) металлов растворов, подкисленных до 40 г/дм3 HCl.
Объем раствора 50 см3, масса сухого сорбента 1 г.
Предварительно сорбенты в течение суток выдерживали в дистиллированной воде.
Пример 1 (табл.1, опыты 1-16; фиг.1).
В табл.1, опыты 1-16, даны результаты сорбции ионов железа при использовании сорбента марки АМП. Сорбцию осуществляли из солянокислых растворов FeCl3, содержащих хлорид натрия.
На фиг.1 даны изотермы сорбции в виде зависимостей СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации сорбируемых ионов, полученных в условиях опытов 1-16, табл.1.
Максимальные показатели сорбции получены за время 30 мин в следующих условиях:
Исходная концентрация Fe3+, г/дм3 СОЕ, мг/г
58-92 242
Пример 2 (табл.1, опыты 17-36; фиг.2 и 3).
В табл.1, опыты 17-36, даны результаты сорбции при использовании сорбентов марок АМП и АМ-2б. Сорбцию ионов металлов FeSO4 и FeCl3 осуществляли из солянокислых растворов, насыщенных хлоридом натрия и содержащих 40 г/дм3 HCl.
На фиг.2 даны изотермы сорбции в виде зависимостей СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации сорбируемых ионов, полученных в условиях опытов 17-27, табл.1.
На фиг.3 даны изотермы сорбции в виде зависимостей СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации сорбируемых ионов, полученных в условиях опытов 28-34, табл.1.
Максимальные показатели сорбции получены за время 15-30 мин в следующих условиях:
Сорбент Соль Исходная концентрация иона, г/дм3 СОЕ, мг/г
АМП FeSO4 63-94 242
АМ-2б FeSO4 61-82 242
АМ-2б FeCl3 43 387
Пример 3 (табл.1).
В табл.1, опыты 37-39, даны результаты сорбции при использовании сорбентов марки АМП и АМ-2б. Сорбцию ионов FeCls осуществляли из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами кальция, содержащих 40 г/дм3 HCl.
Максимальные показатели сорбции получены за время 15-30 мин в следующих условиях:
Сорбент Соль Исходная концентрация иона, г/дм3 СОЕ, мг/г
АМН FeCl3 29,8 120
АМ-2б FeCl3 12,7 110
Пример 4 (табл.2).
В табл.2 даны результаты сорбции при использовании сорбентов марки АМП. Сорбцию ионов металлов FeSO4 и FeCl3 осуществляли из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами натрия и кальция, содержащих 20-40 г/дм3 HCl. Извлечение железа осуществляли в процессе 5-10 циклов сорбции - десорбции.
Из данных табл.2 следует, что извлечение ионов железа увеличивается с увеличением концентрации HCl и числа циклов сорбции - десорбции.
По сравнению с прототипом показаны возможности эффективной сорбции ионов железа из кислых хлоридных растворов на анионитах марок АМП и АМ-2б.
Таблица 1
Результаты сорбции ионов железа из кислых растворов
№ п/п Соль Марка сорбента Время достижения равновесия, мин Концентрация Me, г/дм3 СОЕ, МГ/Г
исходная равновесная
Сорбция из раствора, насыщенного солью NaCl и содержащего 40 г/дм3 HCl
1 FeCl3 АМП 30 0,97 0,58 19
2 FeCl3 АМП 30 1,79 1,08 36
3 FeCl3 АМП 30 3,32 2,60 36
4 FeCl3 АМП 30 5,00 4,26 37
5 FeCl3 АМП 30 5,00 4,26 37
6 FeCl3 АМП 30 6,72 6,05 34
7 FeCl3 АМП 30 7,62 6,50 56
8 FeCl3 АМП 30 12,19 10,76 67
9 FeCl3 АМП 30 14,79 13,44 67
10 FeCl3 АМП 30 14,79 13,44 67
11 FeCl3 АМП 30 15,95 14,01 97
12 FeCl3 АМП 30 47,35 43,49 193
13 FeCl3 АМП 30 57,98 54,12 242
14 FeCl3 АМП 30 77,31 72,48 242
15 FeCl3 АМП 30 82,14 77,31 242
16 FeCl3 АМП 30 91,81 86,97 242
17 FeSO4 АМП 30 1,97 1,66 16
18 FeSO4 АМП 30 3,32 2,87 22
19 FeSO4 АМП 30 4,66 3,85 40
20 FeSO4 АМП 30 7,84 6,72 56
21 FeSO4 АМП 30 12,08 10,63 73
22 FeSO4 АМП 30 26,09 23,19 145
23 FeSO4 АМП 30 34,31 30,02 169
24 FeSO4 АМП 30 56,05 52,19 193
25 FeSO4 АМП 30 68,61 63,78 242
26 FeSO4 АМП 30 70,06 65,23 242
27 FeSO4 АМП 30 99,05 94,22 242
28 FeSO4 АМ-2б 30 1,60 1,40 10
29 FeSO4 АМ-2б 30 5,70 5,03 34
30 FeSO4 АМ-2б 30 9,18 8,46 36
31 FeSO4 АМ-2б 30 15,70 14,98 36
32 FeSO4 АМ-2б 30 34,79 32,37 121
33 FeSO4 АМ-2б 30 65,71 60,88 242
34 FeSO4 АМ-2б 30 86,97 82,14 242
35 FeCl3 АМ-2б 15 33,82 29,96 193
36 FeCl3 АМ-2б 15 51,22 43,49 387
Сорбция из раствора, насыщенного солью CaCl2 и содержащего 40 г/дм3 HCl
37 FeCl3 АМП 30 12,74 10,51 110
38 FeCl3 АМП 15 29,80 27,38 120
39 FeCl3 АМ-2б 30 12,74 10,51 110
Таблица 2
Результаты сорбции ионов железа в зависимости от числа циклов сорбции и элюирования
№ п/п Соль Марка сорбента Число циклов сорбции Время достижения равновесия на каждой стадии сорбции, мин Концентрация Me, г/дм3 Извле
чение,1мас.%
исходная конечная
Сорбция из раствора, насыщенного солью NaCl и содержащего 40 г/дм3 HCl
1 FeCl3 АМН 5 30-60 6,28 1,06 83
2 FeCl3 АМП 10 30-60 6,28 0,24 96
3 FeSO4 АМП 5 30-60 7,25 3,87 47
4 FeSO4 АМП 10 30-60 7,25 2,34 68
Сорбция из раствора, содержащего 600 г/дм3 CaCl2 и содержащего
40 г/дм3 HCl,
5 FeCl3 АМП 5 40-60 7,49 3,09 59
6 FeCl3 АМП 10 40-60 7,25 0,97 87
Сорбция из раствора, насыщенного солью CaCl2 и содержащего 20 г/дм3 HCl
7 FeCl3 АМП 5 40-60 7,01 4,06 42

Claims (1)

  1. Способ извлечения ионов железа из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов, отличающийся тем, что извлечение осуществляют сорбцией при температуре 70-80°С на анионитах, выбранных из марок: АМП, содержащего обменные группы
    Figure 00000004
    ,
    и АМ-2б, содержащего обменные группы
    Figure 00000002
    .
RU2012141631/02A 2012-09-28 2012-09-28 Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов RU2514244C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012141631/02A RU2514244C1 (ru) 2012-09-28 2012-09-28 Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012141631/02A RU2514244C1 (ru) 2012-09-28 2012-09-28 Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012141631A RU2012141631A (ru) 2014-04-10
RU2514244C1 true RU2514244C1 (ru) 2014-04-27

Family

ID=50435738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012141631/02A RU2514244C1 (ru) 2012-09-28 2012-09-28 Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2514244C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725322C1 (ru) * 2020-02-18 2020-07-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Способ очистки хлоридного раствора от железа

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1466150A (en) * 1973-12-08 1977-03-02 Mitsubishi Rayon Co Process for removing metal ion from aqueous solution
SU1235957A1 (ru) * 1984-12-20 1986-06-07 Ленинградский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета Способ очистки растворов,содержащих цветные металлы,от железа
US4952321A (en) * 1988-10-07 1990-08-28 Brigham Young University Process of removing and concentrating desired ions from solutions
WO1999022933A1 (en) * 1995-08-17 1999-05-14 The University Of Montana System for extracting soluble heavy metals from liquid solutions
RU2394776C1 (ru) * 2009-04-06 2010-07-20 Лидия Алексеевна Воропанова Способ извлечения ионов железа (iii) из водного раствора
WO2011156255A2 (en) * 2010-06-08 2011-12-15 3M Innovative Properties Company Solid phase extraction media
RU2453368C1 (ru) * 2011-02-14 2012-06-20 Открытое акционерное общество "Акрон" Способ сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1466150A (en) * 1973-12-08 1977-03-02 Mitsubishi Rayon Co Process for removing metal ion from aqueous solution
SU1235957A1 (ru) * 1984-12-20 1986-06-07 Ленинградский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им.Ленсовета Способ очистки растворов,содержащих цветные металлы,от железа
US4952321A (en) * 1988-10-07 1990-08-28 Brigham Young University Process of removing and concentrating desired ions from solutions
WO1999022933A1 (en) * 1995-08-17 1999-05-14 The University Of Montana System for extracting soluble heavy metals from liquid solutions
RU2394776C1 (ru) * 2009-04-06 2010-07-20 Лидия Алексеевна Воропанова Способ извлечения ионов железа (iii) из водного раствора
WO2011156255A2 (en) * 2010-06-08 2011-12-15 3M Innovative Properties Company Solid phase extraction media
RU2453368C1 (ru) * 2011-02-14 2012-06-20 Открытое акционерное общество "Акрон" Способ сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
/ *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725322C1 (ru) * 2020-02-18 2020-07-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Способ очистки хлоридного раствора от железа

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012141631A (ru) 2014-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Syeda et al. A review on three-dimensional cellulose-based aerogels for the removal of heavy metals from water
Naushad et al. Separation of toxic Pb2+ metal from aqueous solution using strongly acidic cation-exchange resin: analytical applications for the removal of metal ions from pharmaceutical formulation
Zhang et al. Adsorption for phosphate by crosslinked/non-crosslinked-chitosan-Fe (III) complex sorbents: Characteristic and mechanism
Kang et al. Competitive adsorption characteristics of Co2+, Ni2+, and Cr3+ by IRN-77 cation exchange resin in synthesized wastewater
Yang et al. Mono/competitive adsorption of Arsenic (III) and Nickel (II) using modified green tea waste
Song et al. Selective removal of nitrate from water by a macroporous strong basic anion exchange resin
Kong et al. Synthesis of three-dimensional porous lanthanum modified attapulgite chitosan hydrogel bead for phosphate removal: Performance, mechanism, cost-benefit analysis
Elwakeel et al. Selective removal of Hg (II) from aqueous solution by functionalized magnetic-macromolecular hybrid material
Gandhi et al. Preparation and characterization of La (III) encapsulated silica gel/chitosan composite and its metal uptake studies
Simsek et al. Zeolite supported mono-and bimetallic oxides: promising adsorbents for removal of As (V) in aqueous solutions
Wang et al. Enhanced selective adsorption of Pb (II) from aqueous solutions by one-pot synthesis of xanthate-modified chitosan sponge: behaviors and mechanisms
Rao et al. Removal of natural organic matter by cationic hydrogel with magnetic properties
Zhu et al. Enhanced removal of Cu (II) and Ni (II) from saline solution by novel dual-primary-amine chelating resin based on anion-synergism
Yang et al. Synergistic and efficient sorption of uranium by amidoxime-based chitosan with multiple functional groups
Taqvi et al. Sorption profile of Cd (II) ions onto beach sand from aqueous solutions
CN106824091A (zh) 一种磁性阳离子水凝胶基复合吸附材料的制备及其应用
Waghmare et al. Defluoridation by adsorption with chitin-chitosan-alginate-polymers-cellulose-resins-algae and fungi-a review
Sowmya et al. Phosphate uptake studies on different types of lanthanum‐loaded polymeric materials
RU2514244C1 (ru) Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов
Amaly et al. A novel scalable polycationic melamine sponge-based filtration matrix for continuous ultrafast adsorption of anionic pollutants
Yan et al. Low temperature adsorption of nitrate in water by ammoniac-grafted iron-based biochar: Electrostatic interaction and surface complexation
Rahman et al. Removal of arsenic from ground water with shrimp shell
RU2514242C1 (ru) Сорбционное извлечение ионов кобальта из кислых хлоридных растворов
RU2393245C2 (ru) Способ извлечения ионов меди (ii) из кислых растворов
RU2393244C1 (ru) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ СВИНЦА Pb2+ ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140929